Study of the role of telomeres in ovarian aging and female dysfunction or infertility
- Autores: Lucía Chico Sordo
- Directores de la Tesis: María Elisa Varela Sanz (dir. tes.), Sonia Herraiz Raya (dir. tes.), Irene Cervelló Alcaraz (tut. tes.)
- Lectura: En la Universitat de València ( España ) en 2025
- Idioma: inglés
- Número de páginas: 368
- Tribunal Calificador de la Tesis: José Bellver Pradas (presid.), Marinela Méndez Pertuz (secret.), Mauro Cozzolino (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Biomedicina y Biotecnología por la Universitat de València (Estudi General)
- Menciones:
- Internacional
- Calificación: Sobresaliente Cum Laude
- Materias:
- Enlaces
- Resumen
- español
Esta tesis expone un amplio estudio amplio sobre el envejecimiento reproductivo femenino en humanos, centrado en el papel crucial de los telómeros como marcadores del envejecimiento celular. Desde el punto de vista biológico, las mujeres nacen con un número finito de ovocitos, cuya cantidad y calidad disminuyen con el avance de la edad. Con la aparición de la menopausia, las mujeres pierden su capacidad reproductiva. El estudio se articuló en dos proyectos de investigación principales. El primero de ellos investigó la implicación de la vía telomérica en el envejecimiento ovárico y la infertilidad. Para ello se analizaron muestras de tejido ovárico, y de células mononucleares de sangre periférica. En los ovarios, se estudiaron de forma independiente e individualizada los diferentes tipos celulares y regiones (ovocitos, células de la granulosa, células de la teca y estroma ovárico). Se emplearon técnicas como la hibridación fluorescente in situ cuantitativa (qFISH) para determinar la longitud telomérica y el ensayo TRAP para evaluar la presencia de actividad telomerasa. Además, se analizaron los niveles hormonales, la fibrosis en el ovario, y el perfil proteómico de este órgano. El segundo proyecto se centró en evaluar el impacto de la COVID-19 en la biología de los telómeros y en la fertilidad. Se compararon mujeres que sufrieron la enfermedad –divididas en base a la gravedad de la sintomatología– con un grupo control no expuesto al virus. Los resultados del primer proyecto evidenciaron que, con el avance de la edad, hay cambios en la biología reproductiva femenina a varios niveles. Con respecto a las hormonas, los niveles de AMH y estradiol disminuyeron, mientras que los de FSH y LH se elevaron con la edad. En lo referente a los cambios teloméricos, el proceso de foliculogénesis implicó una alteración en las longitudes teloméricas de las células de la granulosa en los diferentes estadios, mientras que en los ovocitos y células de la teca esto no se observó. Particularmente, tanto los ovocitos, como las células de la granulosa primordiales y primarias, y las células de la teca resgistraron un acortamiento significativo de los telómeros en mujeres de mediana edad en comparación con las más jóvenes, mientras que el estroma ovárico no presentó variaciones. La actividad telomerasa en el ovario se detectó a todas las edades estudiadas, sin detectarse variaciones tras su evaluación mediante el ensayo TRAP. Las mujeres de mayor edad también presentaron mayores porcentajes de área fibrótica en el ovario, y un perfil proteómico alterado. Cuando se intentó evaluar si existían diferencias en mujeres de la misma edad, pero con diferente reserva ovárica (evaluada mediante el valor de AMH), los resultados obtenidos no fueron del todo concluyentes ya que en muchos casos ambos grupos en base a la AMH presentaban diferentes edades. Finalmente, se estudió también el perfil ovárico telomérico en mujeres embarazadas (justo en el momento de la cesárea), puesto que la literatura propone el embarazo como un modelo de envejecimiento. Si se detectaron parámetros teloméricos alterados en las mujeres embarazadas, abriendo así futuras líneas de investigación al respecto. En lo referente a los resultados obtenidos a partir del segundo proyecto, en los casos de infección grave se constató un acortamiento telomérico en las células de la granulosa, que se asoció con una disminución en la tasa de maduración de ovocitos, a pesar de que el número total de ovocitos recuperados no varió de forma significativa. En resumen, esta tesis evidencia que la senescencia reproductiva femenina implica alteraciones no solo a nivel hormonal, previamente descritas en la literatura, si no también afectación a nivel telomérico. Y relaciona directamente los defectos teloméricos con variables de infertilidad.
- English
This thesis presents a comprehensive study on female reproductive aging in humans, focusing on the crucial role of telomeres as markers of cellular aging. From a biological standpoint, women are born with a finite number of oocytes, the quantity and quality of which decrease as age advances. With the onset of menopause, women lose their reproductive capacity. The study was structured into two main research projects. The first investigated the involvement of the telomere pathway in ovarian aging and infertility. For this purpose, ovarian tissue samples and peripheral blood mononuclear cells were analyzed. In the ovaries, the different cell types and regions (oocytes, granulosa cells, theca cells, and ovarian stroma) were studied independently and individually. Techniques such as quantitative fluorescent in situ hybridization (qFISH) were used to determine telomere length, and the TRAP assay was employed to evaluate the presence of telomerase activity. In addition, hormonal levels, ovarian fibrosis, and the proteomic profile of this organ were analyzed. The second project focused on evaluating the impact of COVID-19 on telomere biology and fertility. Women who experienced the disease—divided based on the severity of their symptoms—were compared with a control group that was not exposed to the virus. The results of the first project demonstrated that, as age advances, there are changes in female reproductive biology on several levels. Regarding hormones, AMH and estradiol levels decreased, while FSH and LH levels increased with age. Concerning telomeric changes, the process of folliculogenesis involved alterations in the telomere lengths of granulosa cells at different stages, whereas this was not observed in oocytes and theca cells. In particular, oocytes, as well as primordial and primary granulosa cells and theca cells, exhibited significant telomere shortening in middle-aged women compared to younger women, while the ovarian stroma did not show variations. Telomerase activity in the ovary was detected at all ages studied, with no variations observed through the TRAP assay. Older women also exhibited higher percentages of fibrotic area in the ovary and an altered proteomic profile. When an attempt was made to assess whether differences existed in women of the same age but with different ovarian reserves (evaluated by AMH levels), the results were not entirely conclusive, as in many cases the groups based on AMH also differed in age. Finally, the ovarian telomeric profile was also examined in pregnant women (right at the time of cesarean section), since the literature proposes pregnancy as a model of aging. Altered telomeric parameters were indeed detected in pregnant women, opening up future lines of research in this area. Regarding the results from the second project, in cases of severe infection, telomere shortening was observed in granulosa cells, which was associated with a decrease in the oocyte maturation rate, even though the total number of retrieved oocytes did not vary significantly. In summary, this thesis demonstrates that female reproductive senescence involves alterations not only at the hormonal level, as previously described in the literature, but also at the telomeric level, directly linking telomeric defects with infertility variables.
- català
Aquesta tesi exposa un ampli estudi sobre l'envelliment reproductiu femení en humans, centrat en el paper crucial dels telòmers com a marcadors de l'envelliment cel·lular. Des del punt de vista biològic, les dones neixen amb un nombre finit d'ovòcits, la quantitat i qualitat dels quals disminueixen amb l'avanç de l'edat. Amb l'aparició de la menopausa, les dones perden la seva capacitat reproductiva. L'estudi s'articulà en dos projectes de recerca principals. El primer d'ells va investigar la implicació de la via telomèrica en l'envelliment ovàric i la infertilitat. Per a això, es van analitzar mostres de teixit ovàric i de cèl·lules mononuclears de sang perifèrica. En els ovaris, es van estudiar de forma independent i individualitzada els diferents tipus cel·lulars i regions (ovòcits, cèl·lules de la granulosa, cèl·lules de la teca i estroma ovàric). Es van emprar tècniques com la hibridació fluorescent in situ quantitativa (qFISH) per determinar la longitud telomèrica i l'assaig TRAP per avaluar la presència d'activitat telomerasa. A més, es van analitzar els nivells hormonals, la fibrosi a l'ovari i el perfil proteòmic d'aquest òrgan. El segon projecte es va centrar en avaluar l'impacte de la COVID-19 en la biologia dels telòmers i en la fertilitat. Es van comparar dones que van patir la malaltia –dividides segons la gravetat de la sintomatologia– amb un grup control no exposat al virus. Els resultats del primer projecte van evidenciar que, amb el pas de l'edat, hi ha canvis en la biologia reproductiva femenina a diversos nivells. Pel que fa a les hormones, els nivells d'AMH i estradiol van disminuir, mentre que els d'FSH i LH es van elevar amb l'edat. En relació amb els canvis telomèrics, el procés de fol·liculogènesi va implicar una alteració en les longituds telomèriques de les cèl·lules de la granulosa en els diferents estadis, mentre que en els ovòcits i cèl·lules de la teca això no es va observar. Particularment, tant els ovòcits com les cèl·lules de la granulosa primordials i primàries, i les cèl·lules de la teca, van registrar un escurçament significatiu dels telòmers en dones de mitjana edat en comparació amb les més joves, mentre que l'estroma ovàric no va presentar variacions. L'activitat telomerasa a l'ovari es va detectar a totes les edats estudiades, sense detectar-se variacions després de la seva avaluació mitjançant l'assaig TRAP. Les dones de major edat també van presentar majors percentatges d'àrea fibròtica a l'ovari i un perfil proteòmic alterat. Quan es va intentar avaluar si existien diferències en dones de la mateixa edat, però amb diferent reserva ovàrica (avaluada mitjançant el valor d'AMH), els resultats obtinguts no van ser del tot concloents, ja que en molts casos ambdós grups, en funció de l'AMH, presentaven edats diferents. Finalment, es va estudiar també el perfil ovàric telomèric en dones embarassades (just en el moment de la cesària), ja que la literatura proposa l'embaràs com a model d'envelliment. Es van detectar paràmetres telomèrics alterats en les dones embarassades, obrint així futures línies d'investigació al respecte. Pel que fa als resultats obtinguts a partir del segon projecte, en els casos d'infecció greu es va constatar un escurçament telomèric en les cèl·lules de la granulosa, que es va associar amb una disminució en la taxa de maduració d'ovòcits, tot i que el nombre total d'ovòcits recuperats no va variar de manera significativa. En resum, aquesta tesi evidencia que la senescència reproductiva femenina implica alteracions no sols a nivell hormonal, ja descrites en la literatura, sinó també una afectació a nivell telomèric, i relaciona directament els defectes telomèrics amb variables d'infertilitat.
- español
